Как устроена сигнализация автомобиля

Большинство автовладельцев привыкли, несколько раз в день нажимая кнопку брелка, ставить машину на охранную сигнализацию. Неприятным сюрпризом для беспечных водителей становится машина, вскрытая на дворовой автостоянке или возле супермаркета. Только подобные инциденты заставляют автовладельцев задуматься, какую охранную систему лучше выбрать.

Базовые принципы работы автосигнализации

Термин «автомобильная сигнализация» верно передает суть работы системы. По-большому счету, автосигнализацию трудно назвать полноценной охранной системой, предупреждающей взлом или угон. Простые автомобильные сигнализации блокируют только центральный замок машины, позволяют дистанционно открывать и закрывать двери. Более сложные системы, кроме этого, блокируют запуск двигателя, работу бензонасоса, закрывают отдельные замки капота и багажника. Отдельные датчики сигнализируют владельцу о попытках снять колеса автомобиля или угнать машину с помощью эвакуатора.

От того, как работает сигнализация автомобиля, зависит простота или сложность угона машины. Квалифицированные взломщики научились подбирать электронные коды открывания дверей и снятия блокировок с помощью компьютерного код-граббера. Поэтому все дальнейшие усовершенствования автосигнализаций направлены на усложнение таких попыток угона или поиск угнанной машины по сигналам автономных GPS-трекеров.

Две основные функции сигнализации направлены на отпугивание неквалифицированных взломщиков (звуковыми и световыми сигналами) и предупреждение владельца машины о попытке взлома или угона автомобиля. При постановке машины в «режим охраны» с брелка дистанционного управления включается блок управления автосигнализации, все датчики и блокировки. После этого автосигнализация реагирует на все попытки механического взлома замков или стекол, снятие колес, перемещение машины вручную или с помощью автокрана (эвакуатора).

Основной принцип работы сигнализации автомобиля основан на срабатывании электронных датчиков, посылающих сигнал о постороннем воздействии на машину в блок управления охранной системой. Блок управления, в свою очередь, включает звуковые (сирену), световые (мигание фар головного света и аварийных фонарей) тревожные сигналы и посылает радиосигнал на брелок владельца машины. Блокираторы мотора и бензонасоса не дают завести двигатель, если не отключен главный блок управления сигнализацией.

Устройства, обеспечивающие охранные функции

Основными устройствами, обеспечивающими выполнение защитных функций и управление автосигнализацией, стали электронный блок управления и брелок владельца.

Блок управления сигнализацией

Схемы устройства, электронные коды блока управления — самая секретная и охраняемая производителями часть автомобильной сигнализации. Миниатюрный блок управления при монтаже сигнализации рекомендуется маскировать в незаметном месте салона или подкапотного пространства.

Несмотря на официальное утверждение в России единой частоты для автосигнализаций в 433,92 МГц, многие производители аксессуаров выпускают системы, работающие на частотах 434,16, 371, 868 МГц. Автосигнализации, для мобильных средств связи настраиваются на частоты GSM – диапазона (от 850 до 1900 МГц).

Сведения о работе на единой частоте или точные данные об используемых радиочастотах облегчают задачи автомобильных воров, поэтому информации из Интернета не следует доверять безоговорочно.

Важной секретной частью блока управления стало устройство, шифрующее электронные коды доступа. Отказавшись от статических (неизменяемых) кодов, практически все современные сигнализации перешли на использование динамического кодирования, при котором блок управления сигнализацией при каждом включении генерирует новый сигнал.

Диалог между брелком и блоком управления сигнализации

Следующим шагом для усложнения задач взломщика стала диалоговая система кодирования. При радиоконтакте между пультом дистанционного управления (брелком владельца) и основным БУ каждый этап распознавания «свой – чужой», изменения задач сигнализации пошагово шифруется отдельным динамическим кодом. Технической частью блока управления является приемно-передающая радиоантенна, устройство которой на функции охраны не влияет.

Пульт дистанционного управления

У ПДУ современной автосигнализации в одном корпусе собраны миниатюрный приемопередатчик радиосигналов от основного блока управления и вторая часть генератора динамического кодирования. Основной задачей брелка ДУ становится недоступное посторонним включение и выключение сигнализации. Основные усовершенствования этой функции состоят в уменьшении расстояния срабатывания и затруднении перехвата кодированного сигнала.

Дополнительные функции, отраженные на дисплее брелка, могут сигнализировать о срабатывании конкретного датчика (удара, изменения объема, открывания двери) и включении сирены. Мигание символов на дисплее ПДУ обычно сопровождается звуковым сигналом или вибрацией брелка.

Сигнализирующие датчики и тревожные устройства

Закрыв машину и поставив ее в охранный режим, блок управления сигнализацией не может самостоятельно отследить различные способы попыток взлома. Для этого система снабжается рядом датчиков. От начального применения простых датчиков удара и открытия двери современные автосигнализации по мере развития пришли к использованию еще нескольких видов сенсоров.

Датчик открытия двери

Основным местом для проникновения в машину для угонщика становятся двери автомобиля. Датчик открытия двери стал первым из сенсоров, примененных в автосигнализации. Большинство охранных систем подключаются к штатной системе электроснабжения автомобиля, используя концевые выключатели дверных замков или микропереключатели освещения. Этот же принцип применяется для срабатывания датчиков, которые устанавливаются на замки капота, крышки багажника или пятой двери хэтчбеков и универсалов.

Датчики удара

Датчик удара предназначен для предупреждения воровства колес, наружных зеркал, попыток разбить стекла или механически взломать дверь. Различные конструкции датчиков удара используют:

• замыкание электрических контактов, срабатывающее при толчках в кузов, шасси, капот, колесные диски машины;
• металлические шарики, перекатывающиеся при ударах или начале движения автомобиля;
• пьезопластины;
• счетчики силы и количества тревожных импульсов.

Усложнение датчиков удара связано с тем, что этот сенсор является основной причиной ложных срабатываний автосигнализации. Система, настроенная на излишнюю чувствительность, реагирует на сильные звуковые волны (гром, шум мотора проезжающего грузовика), касания кузова дворовыми животными, падение снега.

Разновидностями датчика удара стали сенсоры для автомобильных стекол — датчик давления на стекло и измеритель давления воздуха. Охранная польза от этих датчиков, работающих на основе микрофона (реагирует на звук разбитого стекла) или по принципу барометра, сомнительна. Вор или хулиган, решивший разбить стекло, настроен на быстрые действия и готов к включению сигнализации.

Датчик объема

Сенсор, фиксирующий изменения объема салона, построен на постоянном сканировании внутреннего пространства ультразвуковыми или микроволновыми устройствами, состоящими из передатчика и приемника. Ряд экспертов считает такие датчики бесполезными. Производители автосигнализаций не комментируют труднообъяснимый момент — как злоумышленник может попасть в салон, минуя многочисленные датчики других типов. Код-граббер, отключающий блок управления, автоматически выключает и сигналы сенсоров объема. Еще одним недостатком большинства датчиков этого типа становится ложное срабатывание, если вы оставляете в салоне объемные вещи.

Датчик наклона

Один из самых полезных сенсоров, предназначенный для предотвращения воровства колес или угона с помощью эвакуатора, автокрана. Эти действия злоумышленников требуют сравнительно долгого времени, провести их при включенных сигналах тревоги затруднительно. Надежной конструкцией датчика считается цилиндр, частично заполненный ртутью, при наклоне замыкающей два электрических контакта, связанных с блоком управления автосигнализацией.

Схема датчика наклона

Дорогие сигнализации снабжаются несколькими датчиками наклона, работающими в горизонтальном и вертикальном положении. Такая система реагирует на все способы перемещения машины. Правильная настройка датчиков позволяет сигнализации не реагировать на естественные движения машины (раскачивание от сильного ветра, падения давления в одной из покрышек).

Детектор движения

В дорогих сигнализациях используется детектор движения, состоящий из радарного передатчика и приемника. Разновидностью такого датчика становится ультразвуковой сенсор. Устройство способно отслеживать подозрительные передвижения посторонних возле автомобиля на расстоянии двух – пяти метров. Не включая тревожные сигналы до определенного расстояния, детектор движения подает сигнал на пульт ДУ владельца машины, дает возможность вызвать полицию или спугнуть злоумышленников.

Тревожные устройства

По команде датчиков блок управления большинства сигнализаций включает звуковые и световые сигналы, которые должны отпугнуть злоумышленников. Световая сигнализация использует головной свет, мигания стоп-сигналов и поворотников, которым специальное реле придает неестественный ритм.

Для подачи звукового сигнала в труднодоступном месте под капотом устанавливается мощная сирена. Более эффективны сирены с автономным питанием (собственными батареями), работающие при отключенном аккумуляторе автомобиля. Громкоговорители, использующие различные модуляции звука, голосовые оповещения, можно отнести к устройствам усложнения (и удорожания) сигнализации. Оригинальность звукового сигнала никак не влияет на его основные функции.

Дополнительные приспособления, связанные с охранной системой

Электронное устройство сигнализации автомобиля, постоянная радиосвязь между блоком управления автосигнализацией и брелком позволяют оснащать охранную систему дополнительными приспособлениями, увеличивающими комфорт водителя. Среди них можно выделить такие полезные функции:

• дистанционный или заданный по времени запуск двигателя (функция удобна в зимнее время);
• охрана машины с работающим мотором;
• включение электрического обогрева салона;
• предпусковой подогрев дизельных двигателей (требует установки автономного отопителя);
• управление складыванием наружных зеркал с электроприводом;
• автоматические доводчики оконных стекол;
• передача функций управления на мобильный телефон.

Большинство этих функций не улучшает работу автомобильной сигнализации, но может увеличить количество средств контроля. Особенную популярность приобрели способы отслеживания состояния машины по смартфонам. Производители автосигнализаций разработали для электронных гаджетов мобильные приложения (для операционных систем iOS, Android), организовали специальные защищенные серверы.

GSM-связь позволяет управлять автосигнализацией, не обращая внимания на дальность действия дистанционного пульта управления (что было одной из проблем для брелков ДУ). Личный кабинет на защищенном сервере позволяет управлять настройками автосигнализации с ноутбука, планшета, домашнего компьютера — отдавать команды, менять настройки, контролировать состояние машины.

Удаленное управление удобно для дистанционного запуска двигателя, настройки чувствительности датчиков, но относить его к важным улучшениям охранных функций трудно. Так же расценивают и автоматический запуск двигателя по таймеру, напряжению аккумулятора, заданной температуре воздуха.

GPS охранная система

Дорогие охранные системы, сохраняя функции обычной сигнализации, включают в себя несколько дополнительных блокираторов, иммобилайзер, спутниковый маячок. Если угонщикам удается отключить основной блок управления сигнализацией, включаются дополнительные устройства. Автономный GPS-трекер подает сигнал об угоне владельцу машины и правоохранительным органам. Периодически включаясь, маячок позволяет отслеживать маршрут автомобиля в спутниковых системах навигации GPS и ГЛОНАСС. Встроенные микрофоны и видеокамеры могут передавать изображения и разговоры угонщиков.

Подобные охранные системы с поиском угнанной машины по спутниковым сигналам, относятся к автосигнализациям только формально. Их нужно рассматривать как охранно-поисковые системы, работающие на других принципах.

Автомобильная сигнализация

Автомобильная сигнализация является электронной противоугонной системой, в которой реализовано, как правило, несколько функций, связанных с охраной, защитой и сервисом транспортного средства. Многофункциональные сигнализации носят название охранный комплекс.

Охранные функции сигнализации служат для предупреждения кражи автомобиля и имущества в нем. В зависимости от комплектации сигнализации охранные функции включают:

• предупреждение проникновения в салон (подкапотное пространство, багажник) автомобиля;
• воспрепятствование эвакуации автомобиля, снятию с него колес;
• извещение о физическом воздействии на кузов (стекла, колеса) автомобиля.

Охрана автомобиля обеспечивается включением звуковых (сирена) и световых (наружное освещение) сигналов, что имеет в основном психологическое действие — призвано отпугнуть злоумышленников и привлечь внимание окружающих.

Защита автомобиля предполагает блокирование двигателя в определенных условиях (использование «неродного» ключа зажигания при запуске, разбойный захват транспортного средства). Устройство, которое реализует данную функцию, называется иммобилайзер. На автомобилях иммобилайзер может использоваться как самостоятельно, так и в составе автомобильной сигнализации.

В конструкции автосигнализации реализутся множество сервисных функций, среди которых:

• дистанционный (автоматический) запуск двигателя;
• охрана автомобиля с работающим двигателем;
• автоматическое закрытие окон;
• дистанционное управление электрооборудованием;
• автоматическая постановка на охрану;
• управление сигнализацией по мобильному телефону;
• оповещение о состоянии автомобиля по мобильному телефону;
• и др.

Все автомобильные сигнализации можно разделить на две большие группы – штатные (устанавливаемые заводом-изготовителем автомобиля) и нештатные (устанавливаемые дополнительно после покупки автомобиля). В штатной сигнализации реализованы, как правило, только охранные функции. Сигнализации, устанавливаемые дополнительно, отличаются большим разнообразием конструкций и реализуемых функций.

Устройство автосигнализации

Как всякая электронная система автомобильная сигнализация состоит из трех конструктивных блоков: блока управления, входных и исполнительных устройств.

К входным устройствам относятся пульт дистанционного управления и входные датчики. Пульт дистанционного управления выполнен в виде брелока. В штатной сигнализации он совмещен с физическим ключом зажигания. Брелоков, как правило, два – основной и резервный. С помощью брелока осуществляется постановка и снятие сигнализации с охраны, а также контроль состояния автомобиля. В ряде конструкций сигнализации с помощью брелока осуществляется дистанционный запуск двигателя, управление электрооборудованием, поиск автомобиля на стоянке.

Связь между сигнализацией и брелоком осуществляется по радиоканалу. Для защиты информации от перехвата производится ее кодирование. Различают статическое и динамическое кодирование. Статическое кодирование в настоящее время не используется. Динамическое кодирование имеет высокую степень защиты от перехвата, т.к. передаваемые пакеты информации никогда не повторяются (алгоритм кодирования построен на генераторе случайных чисел).

Разновидностью динамического кодирования является диалоговое кодирование, которое реализуется по двухстороннему каналу связи (приемо-передатчик в брелоке и модуле). Сигнализация, реализующая диалоговое кодирование, называется сигнализацией с двухсторонней связью.

Входные датчики обеспечивают выполнение охранных функций сигнализации. Они фиксируют изменение различных физических параметров и преобразуют их в электрические сигналы. В конструкции автомобильной сигнализации используются следующие основные датчики: датчик удара, контактный датчик, датчик наклона, датчик объема. В ряде конструкций можно встретить и другие датчики – датчик движения, датчик разбитого стекла, датчик обрыва электропитания, датчик падения напряжения и др.

Датчик удара (shock sensor) преобразует механические колебания кузова автомобиля в электрический сигнал. Представляет собой пьезопластину, начинающую колебаться при ударе. Если величина колебаний превысит определенный уровень, срабатывает звуковой и световой сигналы.

Основной проблемой датчика удара является высокий уровень ложных срабатываний, которые происходят из-за внешних воздействий (ветер, гроза, проезжающий транспорт и др.). В силу указанной проблемы штатные сигнализации не имеют датчика удара. Для решения проблемы предусмотрена регулировка чувствительности датчика, ряд конструкций датчиков имеют двухуровневый порог срабатывания.

Для охраны дверей, крышки капота, багажника от несанкционированного открытия (т.н. охрана периметра) используются различные контактные датчики: кнопочные выключатели, концевые выключатели, микропереключатели и др.

Датчик наклона, как следует из названия, определяет наклон автомобиля, вызванный его буксировкой или поддомкрачиванием. В качестве датчика наклона используется датчик ускорения (акселерометр). Настройка датчика позволяет устройству не реагировать на естественное изменение положения кузова (снижение давления в шинах, просадка грунта, раскачивание от ветра).

Датчик объема фиксирует любое перемещение в салоне автомобиля. В роли датчика объема используются различные сенсорные устройства, среди которых наиболее востребованы ультразвуковой и микроволновый датчик.

Ультразвуковой датчик имеет ультразвуковой излучатель и приемник. При закрытых дверях и окнах ультразвуковые волны, отражаясь от поверхностей салона, создают постоянную волновую картину, которая анализируется приемником. При проникновении объекта в салон характер отраженных волн изменяется, что приводит к срабатыванию сигнализации.

В работе микроволнового датчика используются радиоволны сантиметрового диапазона. В отличие от ультразвукового датчика микроволновый датчик является двузонным устройством. Помимо обнаружения движения внутри салона автомобиля он фиксирует и перемещение вблизи него.

Электронный блок управления обрабатывает входные сигналы датчиков, брелока и в соответствии с заложенным алгоритмом работы формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства. Штатная сигнализация обычно не имеет собственного блока управления, а использует мощности блоков других систем, например, центрального замка.

Собственных исполнительных устройств автомобильная сигнализация имеет всего два – сирена и светодиодный индикатор работы. Если в состав сигнализации входит иммобилайзер, то к исполнительным устройствам добавляется реле блокировки. С другими исполнительными устройствами автосигнализация взаимодействует через соответствующие системы: система освещения, система запуска, центральный замок, электростеклоподъемники.

Сирена, используемая в автосигнализациях, бывает активная (автономная) и пассивная. Автономная сирена имеет встроенный аккумулятор, что при обесточивании автомобиля позволяет сохранить работоспособность системы.

Наиболее «продвинутые» автосигнализации оборудуются охранно-поисковым модулем, обеспечивающим управление сигнализацией и контроль состояния автомобиля по сотовому (GSM) каналу связи. В модуль может входить еще и GPS-приемник, который позволяет вычислять местоположение автомобиля и передавать данные о нем на мобильный телефон владельца. Такие системы носят собственное название – спутниковые противоугонные системы.